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為何呼吸機是疫情下的必需品？
根據(jù)世界衛(wèi)生組織《針對疑似新型冠狀病毒感染造成嚴重急性呼吸道感染的臨床處置指南》，新型冠狀病毒（2019-nCoV）感染的病情可以表現(xiàn)為輕、中、重度。對于新型冠狀病毒重癥患者來說，常伴有肺炎、呼吸困難和急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）等癥狀。
信息源：Wikimedia
為何感染了新型冠狀病毒的病人會產生呼吸困難的癥狀呢？這是因為感染新型冠狀病毒后肺炎進展速度會加快，從而產生大量粘液和細胞感染，充滿肺泡并阻塞分支，減少了可用于氣體轉移的表面積。當然，氣體能觸及的肺泡仍在起作用，但是可用肺泡不足以支撐患者所需氧量，結果就是氣體轉移不足導致呼吸困難，甚至死亡。
在這種情況下，呼吸機作為一項能人工替代自主通氣功能的有效手段，起到了預防和治療呼吸衰竭，減少并發(fā)癥，挽救及延長病人生命的作用，因此在治療新型冠狀病毒感染重癥病例過程中屬于必需品。
美國呼吸機緊缺到什么程度？
根據(jù) WHO 的說法，大約 14%的感染者需要住院和氧氣支持，而 5%則需要入住 ICU。以中國為例，在新型冠狀病毒肺炎病例中，17%的患者采用了呼吸機進行有創(chuàng)機械通氣治療手段。
信息源：CNBC
根據(jù)世界實時統(tǒng)計數(shù)據(jù)（WorldOmeter）的顯示，目前全球感染新型冠狀病毒患者累積總數(shù)已達到 93.6 萬例，其中美國累計確診超 21 萬例，單日新增約 2.7 萬例，成為全球最大重災區(qū)。
信息源：WorldOmeter
按照 WHO 公布的 14%的比例計算：215,300*14%=30,142；
按照中國公布的 17%的比例計算：215,300*17%=36,601；
也就是說，根據(jù)美國目前新冠肺炎病例的總量，我們可以得出呼吸機的需求量在 3~3.6 萬臺之間。
但是根據(jù)疫情傳播趨勢，215300 絕對不是美國的最終數(shù)據(jù)。2005 年美國聯(lián)邦政府曾出過一份推演報告，如果美國有嚴重流感大爆發(fā)，將會產生 74 萬位危重病人，也意味著呼吸機的需求量將達到 74 萬。
回過頭來看一看美國目前的呼吸機保有量，根據(jù)約翰霍普金斯大學健康安全中心 2 月份的一份報告顯示，美國大約有 17.27 萬臺呼吸機，其中 16 萬臺呼吸機已準備好在醫(yī)院中使用，大約 1.27 萬臺呼吸機則被保存在國家儲備中。
綜上：17.27 萬臺>3.6 萬臺，目前不存在短缺情況；
17.27 萬臺<74 萬臺，未來可能存在 57 萬臺的缺口。
飛機 / 汽車 / 吸塵器廠商紛紛涌入，制造呼吸機門檻何在？
據(jù)德國《巴登日報》（ Badische Zeitung）3 月 26 日報道，法國斯特拉斯堡大學醫(yī)院因醫(yī)療能力不足，不再給 80 歲以上處危重狀態(tài)的病人吸氧，而是使用助眠產品和鎮(zhèn)靜藥物進行“姑息療法”。 所謂姑息療法，指的是僅為病人減輕痛苦，并給予臨終關懷。
于是大量的美國人開始擔心自己或者家人會被采取姑息療法，美國醫(yī)療界和政府也在擔心，當呼吸機不足時，到底該選擇放棄誰，這是一個沒有答案的艱難抉擇。
紐約州州長安德魯科莫在當?shù)貢r間 24 日的新聞發(fā)布會上憤怒地喊話聯(lián)邦緊急事務管理署：“當我需要 3 萬臺呼吸機的時候，400 臺有什么用？就因為送了 400 臺，你（聯(lián)邦緊急事務管理署）來在這 26000 名要死的人里選（誰使用呼吸機）吧?！?/p>
疫情爆發(fā)前，呼吸機市場年總產值 43 億美元，全球醫(yī)療市場總額 4255 億美元，占比約 1%。一臺基礎型呼吸機售價約為 2.5 萬美元，升級型呼吸機售價則為 5 萬美元左右。取平均值 3.75 萬美元來倒推：
43 億美元 /3.75 萬美元≈11.5 萬臺
假設疫情期間，產線擴張、產能翻番，那么可以供貨量可達到 23 萬臺，還是遠遠不能滿足需求。
于是，在呼吸機緊缺的現(xiàn)實面前，美國政府開始呼吁采取戰(zhàn)時解決方案：某些大型制造企業(yè)暫時轉型生產呼吸機。
信息源：Twitter
目前已經表達了生產呼吸機意向的汽車廠商包括美國的福特、通用汽車和特斯拉，意大利的法拉利和菲亞特，航空航天技術廠商包括空客和勞斯萊斯，另外還有吸塵器廠商戴森等。
戰(zhàn)爭時期，飛機汽車工廠常被改造用來生產武器或急需品，但生產飛機 / 汽車 / 吸塵器和生產呼吸機之間真的沒有門檻嗎？
汽車行業(yè)資深分析師（Automobility 創(chuàng)始人）CEO 羅威表示，“只要有合適的工具，車廠理論上可以進行任何項目的生產。由于呼吸機產品是已經有的，不需要重新設計，只需要提升產量，所以這對車廠來說并不難?！?/p>
但英國機械工程師學會生物醫(yī)學工程部副主任海倫米斯卻表示，“醫(yī)療設備和航天工程一樣復雜，它需要非常非常精確，非常嚴謹。因此，生產線和生產流程不是一朝一夕就能完成的，它至少需要數(shù)周的時間。不擅長醫(yī)療技術的公司要花幾個月的時間才能從頭開始制造零部件?！?/p>
一家法國汽車制造商技術人員表示，“汽車和呼吸機兩個領域的供應鏈、生產線都不同，技術人員的操作方式也不同。但是汽車企業(yè)比較擅長自動化大規(guī)模生產，熟悉管理流程?！?/p>
此外，美國廠商的這波操作也從另一個方面印證了這三位的說法：借助原有醫(yī)療企業(yè)的技術平臺，共同生產呼吸機。
信息源：CNET
3 月 19 日，馬斯克在 Twitter 上表示，特斯拉旗下汽車有復雜的暖通空調系統(tǒng)，SpaceX 航天器有生命支持系統(tǒng)，因此生產呼吸機并不難，只是無法立刻投產，因此特斯拉將與 Medtronic 合作，打造一些不太復雜的產品；
3 月 24 日，福特公司官方表示，將與 3M 合作生產一種新型電動空氣凈化呼吸器，力求在增加醫(yī)療物資的同時，增加 3M 現(xiàn)有呼吸機產量，進一步實現(xiàn)物資儲備；
3 月 28 日，通用汽車宣布，將攜手 Ventec Life Systems 在位于印第安納州科科莫的工廠生產呼吸機，預計今年夏天月產能將達 1 萬臺；
3 月 30 日，福特汽車宣布，將與通用電氣的醫(yī)療部門合作，在未來 100 天內在密歇根州的一家工廠生產 5 萬臺呼吸機。
與車企合作之外，醫(yī)療器械巨頭宣布開源經典方案
Medtronic 是全球最大的醫(yī)療技術公司之一，也是全球最大的 ECMO（體外膜肺氧合）供應商，在技術和供應鏈方面都有比較大的積累。
PB560 | 信息源：Medtronic
疫情當前，Medtronic 除了與車企合作生產呼吸機外，還進一步以發(fā)行特殊“許可證”的方式開源了其型號為 PB560 的經典便攜式呼吸機設計方案，包括完整的設計規(guī)格、生產手冊、設計文檔以及將來硬件的軟件代碼。據(jù)悉該款呼吸機最早于 2010 年投入市場，并且在臨床方面經過了 10 年多的嚴格考驗。PB560 擁有相對緊湊且輕巧的優(yōu)點，可以輕松移動和安裝，適用于各種不同的醫(yī)療環(huán)境和設置。
對于 Medtronic 來說，將經典方案開源是損失還是收獲呢？
個人覺得解疫情燃眉之急實乃大義。對于利益方面，看似將技術外流是一種損失，但往深層思考，短期內 Medtronic 產線絕對飽和，開源與否不會產生任何產能和市營影響；長遠看，PB560 是基礎款，而 Medtronic 產品中更復雜的型號，如 PB980、PB840 等還掌握在自己手中，因此這些使用其 PB560 設計方案的初創(chuàng)企業(yè)更大可能是成為追隨者。此外，從營銷學的角度來看，這次的品牌廣告效果絕對非同尋常，也算是另一種收獲。
資料分享（感謝 Medtronic）
- 系統(tǒng)架構圖
注釋：
①進氣過濾器；②低壓氧氣入口接口；③進氣消音器；④渦輪機；⑤出口消音器；⑥呼氣控制閥；⑦閥壓力傳感器；⑧主流流量傳感器；⑨呼氣流量傳感器；⑩近端壓力傳感器；?內部壓力傳感器；?近端壓力接口；?呼氣閥接口；?患者吸氣流量出口；?呼氣流入口；?呼氣流出口。
- Layout 圖（這里僅展示正面圖）
